电子计算机组成原理课件

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1、计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理第第7章章外部设备外部设备2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理第第7章章外部设备是计算机系统中不可缺少外部设备是计算机系统中不可缺少的重要组成部分，本章将介绍磁介质的重要组成部分，本章将介绍磁介质存储器的存储原理，常用磁介质存储存储器的存储原理，常用磁介质存储设备和其他辅助存储设备以及常见的设备和其他辅助存储设备以及常见的输入输出设备的工作原理。输入输出设备的工作原理。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原

2、理计算机组成原理7.1外部设备概述外部设备概述中中 央央 处处 理理 器器 （ CPU） 和和 主主 存存 储储 器器（MM）构构成成计计算算机机的的主主机机。除除主主机机以以外外，而而又又围围绕绕着着主主机机而而设设置置的的各各种种硬硬件件装装置置叫叫做做外外部部设设备备或或外外围围设设备备，它它们们主主要要用用来来完完成成数数据据的的输输入入、输输出出、成成批批存存储储以以及及对对信信息加工处理的任务。息加工处理的任务。7.1.1外部设备的分类外部设备的分类外外部部设设备备的的种种类类很很多多，从从它它们们的的功功能能及及其其在在计计算算机机系系统统中中的的作作用用来来看看，可可以以分分为

3、以下五类：为以下五类：2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.1外部设备概述外部设备概述1.输入输入/输出设备输出设备从计算机的角度出发，向计算机输入从计算机的角度出发，向计算机输入信息的外部设备称为输入设备；接受计算信息的外部设备称为输入设备；接受计算机输出信息的外部设备称为输出设备。机输出信息的外部设备称为输出设备。2.辅助存储器辅助存储器辅助存储器即外存储器，它是指主机辅助存储器即外存储器，它是指主机以外的存储装置，又称为后援存储器。以外的存储装置，又称为后援存储器。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组

4、成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.1外部设备概述外部设备概述3.终端设备终端设备终端设备由输入设备、输出设备和终端终端设备由输入设备、输出设备和终端控制器组成，通常通过通信线路与主机相连。控制器组成，通常通过通信线路与主机相连。终端设备具有向计算机输入和接收计算机输终端设备具有向计算机输入和接收计算机输出的能力，具有与通信线路连接的通信控制出的能力，具有与通信线路连接的通信控制能力，有些还具有一定的数据处理能力。能力，有些还具有一定的数据处理能力。4.过程控制设备过程控制设备模模/数数、数数/模模转转换换设设备备均均是是过过程程控控制制设设备，有关的检测设备

5、也属于过程控制设备。备，有关的检测设备也属于过程控制设备。5.脱机设备脱机设备脱机设备是指在脱离主计算机的情况下，脱机设备是指在脱离主计算机的情况下，由设备本身完成数据制备的设备。由设备本身完成数据制备的设备。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.1外部设备概述外部设备概述7.1.2外部设备的地位和作用外部设备的地位和作用外外部部设设备备是是计计算算机机和和外外界界联联系系的的纽纽带带、接接口口和和界界面面。如如果果没没有有外外部部设设备备，计计算算机机将无法工作。将无法工作。外外部部设设备备在在计计算算机机系系统统

6、中中的的作作用用可可以以分为四个方面：分为四个方面：外部设备是人机对话的通道外部设备是人机对话的通道外部设备是完成数据媒体变换的设备外部设备是完成数据媒体变换的设备外外部部设设备备是是计计算算机机系系统统软软件件和和信信息息的的驻驻在在地地外部设备是计算机在各领域应用的桥梁外部设备是计算机在各领域应用的桥梁2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理7.2.1磁介质存储器的读写磁介质存储器的读写1.磁记录介质和磁头磁记录介质和磁头(1)磁记录介质磁记录介质在磁介质存储器中，

7、信息是记录在一在磁介质存储器中，信息是记录在一薄层磁性材料的表面上，这个薄层称为薄层磁性材料的表面上，这个薄层称为磁层磁层。磁层与所附着的载体被称为记录介质或记录磁层与所附着的载体被称为记录介质或记录媒体。媒体。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理(2)磁头磁头磁头是磁记录设备的关键部件之一，磁头是磁记录设备的关键部件之一，它是一种它是一种电磁转换电磁转换元件。写磁头实现把电脉元件。写磁头实现把电脉冲表示的二进制代码转换成磁记录介质上的冲表示的二进制代码转换成磁记录

8、介质上的磁化状态，即电磁转换；读磁头实现把磁磁化状态，即电磁转换；读磁头实现把磁记录介质上的磁化状态转换成电脉冲，即磁记录介质上的磁化状态转换成电脉冲，即磁电转换。电转换。在读写过程中，记录介质与磁头之间在读写过程中，记录介质与磁头之间相对运动，一般是记录介质运动而磁头不动。相对运动，一般是记录介质运动而磁头不动。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理2.写入过程写入过程在写磁头线圈中通以一定方向的写电在写磁头线圈中通以一定方向的写电流，于是在磁头下方的一个局部区域被

9、磁流，于是在磁头下方的一个局部区域被磁化，形成一个磁化单元或称记录单元。当化，形成一个磁化单元或称记录单元。当这部分介质移出磁头作用区后，仍将留下这部分介质移出磁头作用区后，仍将留下足够强的剩磁。在写磁头中通以正、负两足够强的剩磁。在写磁头中通以正、负两个不同方向的写电流，就会产生两种不同个不同方向的写电流，就会产生两种不同的剩磁状态，正好对应二进制信息的的剩磁状态，正好对应二进制信息的“1”和和“0”。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理3.读出过程读出过程读出时

10、，读出线圈不外加电流。当某读出时，读出线圈不外加电流。当某一磁化单元运动到读磁头下方时，使得磁一磁化单元运动到读磁头下方时，使得磁头中流过的磁通有很大的变化，于是在读头中流过的磁通有很大的变化，于是在读出线圈两端产生感应电动势出线圈两端产生感应电动势e。感应电动势。感应电动势e经放大、检波、限幅、整形和选通后，获经放大、检波、限幅、整形和选通后，获得符合要求的信号。得符合要求的信号。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理7.2.2磁介质存储器的技术指标磁介质存储器的技

11、术指标1.记录密度记录密度记录密度是指磁介质存储器单位长度记录密度是指磁介质存储器单位长度或单位面积磁层表面所能存储的二进制信或单位面积磁层表面所能存储的二进制信息量。通常以道密度和位密度表示，也可息量。通常以道密度和位密度表示，也可用两者的乘积面密度来表示。用两者的乘积面密度来表示。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理道密度道密度道密度又叫横向密度，是指道密度又叫横向密度，是指垂直于磁垂直于磁道方向上单位长度中的磁道数目道方向上单位长度中的磁道数目，道密度，道密度

12、的单位是道的单位是道/英寸（英寸（TPI）或道）或道/毫米毫米（TPM）。）。磁道指的是磁头写入磁场在记录介质磁道指的是磁头写入磁场在记录介质表面上形成的磁化轨迹。表面上形成的磁化轨迹。位密度位密度位密度又叫纵向密度，是指位密度又叫纵向密度，是指沿磁道方沿磁道方向上单位长度中所能记录的二进制信息的向上单位长度中所能记录的二进制信息的位数位数，位密度的单位为位，位密度的单位为位/英寸（英寸（bpi）或位）或位/毫米（毫米（bpm）。）。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和

13、原理2.存储容量存储容量存储容量是指整个磁介质存储器所能存储容量是指整个磁介质存储器所能存储的二进制信息的总量，一般用位或字存储的二进制信息的总量，一般用位或字节为单位表示，它与存储介质尺寸和记录节为单位表示，它与存储介质尺寸和记录密度直接相关。密度直接相关。磁介质存储器的存储容量有非格式化磁介质存储器的存储容量有非格式化容量和格式化容量两种指标。非格式化容容量和格式化容量两种指标。非格式化容量是指磁记录表面上可全部利用的磁化单量是指磁记录表面上可全部利用的磁化单元数；元数；格式化容量是指用户实际可以使用格式化容量是指用户实际可以使用的存储容量的存储容量。格式化容量一般约为非格式。格式化容量一

14、般约为非格式化容量的化容量的6070左右。左右。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理3.平均存取时间平均存取时间当磁头接到读当磁头接到读/写命令，从原来的位置写命令，从原来的位置移动到指定位置，并完成读移动到指定位置，并完成读/写操作的时间写操作的时间叫存取时间。对于磁盘存储器来说，存取叫存取时间。对于磁盘存储器来说，存取时间主要包括两部分：一部分是指磁头从时间主要包括两部分：一部分是指磁头从原先位置移动到目的磁道所需要的时间，原先位置移动到目的磁道所需要的时间，称

15、为定位时间或寻道时间；另一部分是指称为定位时间或寻道时间；另一部分是指在到达目的磁道以后，等待被访问的记录在到达目的磁道以后，等待被访问的记录区旋转到磁头下方所等待的时间。区旋转到磁头下方所等待的时间。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理平均存取平均存取时间还应当包括信息的当包括信息的读/写写操作操作时间，但，但这一一时间相相对平均平均寻寻道道时间和和平均等待平均等待时间来来说可以忽略不可以忽略不计。所以磁。所以磁盘的平均存取的平均存取时间Ta，由，由平均平均寻寻道

16、道时间Ts和和平均等待平均等待时间Tw组成：成：Ta=Ts+Tw=Tsmax+Tsmin2Twmax+Twmin2+2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理4.数据数据传送率送率磁磁介质介质存存储器在器在单位位时间内向主机内向主机传送数据的位数或字送数据的位数或字节数，称数，称为数据数据传送率送率Dr，单位位为位位/秒或字秒或字节/秒。秒。5.误码率率误码率是衡量磁率是衡量磁介质介质存存储器出器出错概率概率的参数，它等于的参数，它等于读出的出出的出错信息位数和信息位数和

17、读出出总的信息位数之比。的信息位数之比。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理7.2.3数字磁记录方式数字磁记录方式为为了了提提高高磁磁介介质质存存储储器器的的性性能能，扩扩大大存存储储容容量量，加加快快存存取取速速度度，除除了了要要不不断断改改善善磁磁头头和和记记录录介介质质的的电电磁磁性性能能和和机机械械性性能能之之外外，选选用用高高性性能能的的数数字字磁磁记记录录方方式式对对提提高记录密度和可靠性也是很重要的。高记录密度和可靠性也是很重要的。磁磁记记录录方方式式

18、是是一一种种编编码码方方式式，即即按按照照某某种种规规律律将将一一连连串串的的二二进进制制数数字字信信息息变变换换成记录介质上相应磁化翻转形式。成记录介质上相应磁化翻转形式。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理1.直接直接记录方式方式当当记录密度密度较低低时，可以不，可以不编码，直，直接按接按记录信息的信息的“0”、“1”排序排序记录。这类方式有：方式有：(1)归零制（零制（RZ）记录“1”时，磁，磁头线圈中通以正向脉冲圈中通以正向脉冲电流；流；记录“0”时，通以反

19、向脉冲，通以反向脉冲电流。由流。由于脉冲于脉冲电流均要回到零，故称流均要回到零，故称为归零制。零制。归零制的两个脉冲之零制的两个脉冲之间有一段有一段间隔没有隔没有电流，相流，相应的的这段磁段磁层未被磁化。未被磁化。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理(2)不归零制（不归零制（NRZ）记录记录“1”时，磁头线圈以中通正向电时，磁头线圈以中通正向电流；记录流；记录“0”时，通以反向电流。磁头中时，通以反向电流。磁头中电流不回到零。如果记录的相邻两位信息电流不回到零。如果

20、记录的相邻两位信息相同（即连续记录相同（即连续记录“1”或或“0”）时，写）时，写电流方向不变；只有当记录的相邻两位信电流方向不变；只有当记录的相邻两位信息不相同（即息不相同（即“0”和和“1”交替）时，写交替）时，写电流才改变方向，所以又称为异码变化或电流才改变方向，所以又称为异码变化或“见变就翻见变就翻”的不归零制。的不归零制。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理(3)不归零不归零1制（制（NRZ-1）这是一种改进的不归零制，记录这是一种改进的不归零制，记录“1

21、”时，磁头线圈中写电流改变方向，使磁层时，磁头线圈中写电流改变方向，使磁层磁化翻转；而记录磁化翻转；而记录“0”时，写电流方向维时，写电流方向维持不变，保持原来的磁化状态，所以称之持不变，保持原来的磁化状态，所以称之为见为见“1”就翻的不归零制。就翻的不归零制。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理以上各种记录方式，目前已很少应用，以上各种记录方式，目前已很少应用，但不归零制是编码方式的基础，无论哪一但不归零制是编码方式的基础，无论哪一种编码方式，只要数据序列变换成记

22、录序种编码方式，只要数据序列变换成记录序列之后，均按照列之后，均按照NRZ-1制规则记录到磁层制规则记录到磁层上。上。数据序列数据序列000011111RZNRZNRZ-1T02009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理2.按位编码记录方式按位编码记录方式(1)调相制（调相制（PE）调相制又称相位编码方式，它采用调相制又称相位编码方式，它采用0和和180相位的不同分别表示相位的不同分别表示“1”或或“0”。它。它的编码规则是：记录的编码规则是：记录“1”时，写电流在位时，写

23、电流在位周期中间由负变正；记录周期中间由负变正；记录“0”时，写电流时，写电流在位周期中间由正变负。当连续出现两个在位周期中间由正变负。当连续出现两个或两个以上或两个以上“1”或或“0”时，为了维持上时，为了维持上述原则，在位周期的边界上也要翻转一次。述原则，在位周期的边界上也要翻转一次。这种记录方式常用于磁带机中。这种记录方式常用于磁带机中。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理(2)调频制（调频制（FM）调频制是根据写电流的频率来区分记调频制是根据写电流的频率来区

24、分记录录“1”或或“0”的。记录的。记录“1”时，写电流时，写电流在位周期中间和边界各改变一次方向；记在位周期中间和边界各改变一次方向；记录录“0”时，写电流仅在位周期边界改变一时，写电流仅在位周期边界改变一次方向。因此，记录次方向。因此，记录“1”的磁化翻转频率的磁化翻转频率为记录为记录“0”时的两倍，故又称倍频制。若时的两倍，故又称倍频制。若以以T0表示位周期，则调频制的磁化翻转间表示位周期，则调频制的磁化翻转间距为距为0.5T0和和T0。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储

25、器的性能和原理(3)改改进的的调频制（制（MFM）MFM制是在制是在FM制基制基础上改上改进的一种的一种记录方式，又称方式，又称为延延迟调制制码或密勒或密勒码。其其编码规则为：记录“1”时，写，写电流在位周流在位周期中期中间改改变方向；方向；记录独立的一个独立的一个“0”，写，写电流不改流不改变方向；方向；记录连续的两个的两个“0”，写，写电流在位周期流在位周期边界改界改变方向。方向。改改进的的调频制的磁化翻制的磁化翻转间距有三种：距有三种：T0、1.5T0、2T0，对应于三种不同的于三种不同的频率，率，所以又称所以又称为三三频制。制。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计

26、算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理(4)改进的改进型调频制（改进的改进型调频制（M2FM）M2FM制的编码规则为：记录制的编码规则为：记录“1”时，时，写电流在位周期中间改变方向；记录独立写电流在位周期中间改变方向；记录独立的一个的一个“0”，写电流不改变方向；记录连，写电流不改变方向；记录连续的两个续的两个“0”，写电流在位周期边界处改，写电流在位周期边界处改变方向，产生磁化翻转；记录连续两个以变方向，产生磁化翻转；记录连续两个以上的上的“0”，写电流在前两个，写电流在前两个“0”的位周的位周期边界处改变方向，以后每隔

27、两个期边界处改变方向，以后每隔两个“0”的的位周期边界处，写电流再改变一次方向，位周期边界处，写电流再改变一次方向，产生翻转翻转。产生翻转翻转。改进的改进型调频制的磁化翻转间距改进的改进型调频制的磁化翻转间距有四种：有四种：T0、1.5T0、2T0、2.5T0，对应于，对应于四种不同的频率，所以又称为四频制。四种不同的频率，所以又称为四频制。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理数据序列数据序列000011111FMMFMM2FMT0PE2009.9电子计算机组成原理

28、课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备7.3.1硬盘存储器的基本结构与分类硬盘存储器的基本结构与分类硬盘存储器的硬件包括硬盘控制器硬盘存储器的硬件包括硬盘控制器（适配器）、硬盘驱动器以及连接电缆。（适配器）、硬盘驱动器以及连接电缆。硬盘控制器对硬盘进行管理，并在主机和硬盘控制器对硬盘进行管理，并在主机和硬盘之间传送数据。硬盘之间传送数据。硬硬盘驱动器内器内有有多个多个盘片，它片，它们被叠被叠装在主装在主轴上，构成一个上，构成一个盘组，每个，每个盘片的片的两面都可用作两面都可用作记录面。面。2009.9电子计算机组成原

29、理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备硬硬盘存存储器可分器可分为温温彻斯特斯特盘和非温和非温彻斯特斯特盘两两类。温。温彻斯特斯特盘的主要特点是的主要特点是磁磁头、盘片、磁片、磁头定位机构、主定位机构、主轴，甚至，甚至连读/写写驱动电路等都被密封在一个路等都被密封在一个盘盒内，盒内，构成一个构成一个头盘组合体，合体，这个个组合体不可合体不可随意拆卸，它的防随意拆卸，它的防尘性能好，可靠性高，性能好，可靠性高，对使用使用环境要求不高。而非温式磁境要求不高。而非温式磁盘的磁的磁头和和盘片等不是密封的，因此要求有超片等不是

30、密封的，因此要求有超净净使用使用环境。境。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备硬盘存储器可分为固定头硬盘和活动硬盘存储器可分为固定头硬盘和活动头硬盘两类。固定头硬盘机中，每个磁道头硬盘两类。固定头硬盘机中，每个磁道对应一个磁头，省去了磁头找磁道的时间，对应一个磁头，省去了磁头找磁道的时间，存取速度快。但由于磁头太多，使磁盘的存取速度快。但由于

31、磁头太多，使磁盘的道密度不可能很高。移动头硬盘机中，每道密度不可能很高。移动头硬盘机中，每个盘面上只有一个读写头，安装在读写臂个盘面上只有一个读写头，安装在读写臂上，当需要在不同磁道上读写时，要驱动上，当需要在不同磁道上读写时，要驱动读写臂沿盘面作径向移动。由于增加了寻读写臂沿盘面作径向移动。由于增加了寻道时间，所以其存取时间比固定头硬盘机道时间，所以其存取时间比固定头硬盘机要长。要长。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备7.3.2硬盘驱动器硬盘驱动器1.磁头磁头接触启停式浮动磁头是指

32、读接触启停式浮动磁头是指读/写操作时写操作时磁头浮空，不与盘面记录区相接触，以免划磁头浮空，不与盘面记录区相接触，以免划伤记录区。但在启动前和停止后，磁头将仍伤记录区。但在启动前和停止后，磁头将仍与盘面接触。具体的做法是：在盘面记录区与盘面接触。具体的做法是：在盘面记录区与轴心之间有一段空白区，被当作启停区或与轴心之间有一段空白区，被当作启停区或着陆区。未启动前及停止后，磁头停在启停着陆区。未启动前及停止后，磁头停在启停区，与盘面接触。当盘片旋转并达到额定转区，与盘面接触。当盘片旋转并达到额定转速时，气垫浮力使磁头浮起并达到所需的浮速时，气垫浮力使磁头浮起并达到所需的浮动高度，然后将磁头向外移

33、至动高度，然后将磁头向外移至0号磁道，准号磁道，准备寻道。备寻道。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备2.磁头定位系统磁头定位系统(1)步进电机定位机构步进电机定位机构整个定位机构是开环控制。根据现行整个定位机构是开环控制。根据现行磁道号与目的的磁道号之差，求得步进脉冲磁道号与目的的磁道号之差，求得步进脉冲数，每发一个步进脉冲，脉冲移动一个道距。数，每发一个步进脉冲，脉冲移动一个道距。步进电机定位机构的结构紧凑、控制简单，步进电机定位机构的结构紧凑、控制简单，但定位精度比较低。但定位精

34、度比较低。(2)音圈电机定位机构音圈电机定位机构音圈电机可以直接驱动磁头作直线运音圈电机可以直接驱动磁头作直线运动，整个定位系统是一个带有速度和位置反动，整个定位系统是一个带有速度和位置反馈的闭环调节自动控制系统，其特点是寻道馈的闭环调节自动控制系统，其特点是寻道速度快，定位精度高。速度快，定位精度高。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备7.3.3硬盘的信息分布和磁盘地址硬盘的信息分布和磁盘地址1.硬盘的信息分布硬盘的信息分布在硬盘中信息分布呈如下层次：记录面、在硬盘中信息分布呈如下层

35、次：记录面、圆柱面、磁道、扇区。圆柱面、磁道、扇区。(1)记录面面硬硬盘驱动器中器中可可有多个有多个盘片片（数量为（数量为120片）片），每个，每个盘片有两个片有两个记录面，每个面，每个记录面面对应一个磁一个磁头。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备(2)磁道磁道在在读/写写时，磁，磁头固定不固定不动，盘片高速片高速旋旋转，磁化区构成一个，磁化区构成一个闭合合圆环，称，称为磁磁道。在道。在盘面上，一条条磁道形成一面上，一条条磁道形成一组同心同心圆，最外圈的磁道，最外圈的磁道为0号，往内

36、号，往内则磁道号逐磁道号逐步增加。步增加。（每个盘片可有（每个盘片可有5002500条磁道）条磁道）。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备(3)圆柱面柱面在一个在一个盘组中，各中，各记录面上相同面上相同编号（位置）号（位置）的的诸磁道构成一个磁道构成一个圆柱面。柱面。例如，某例如，某驱动器有器有4片片8面，面，则8个个0号磁道构成号磁道构成0号号圆柱柱面，面，8个个1号磁道构成号磁道构成1号号圆柱面，柱面，。硬。硬盘的的圆柱柱面数等于一个面数等于一个记录面上的面上的磁道数，磁道数，圆柱

37、面号即柱面号即对应的磁道号。的磁道号。0n2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备引入引入圆柱面的概念是柱面的概念是为了提高硬了提高硬盘的的存存储速度。当主机要存入一个速度。当主机要存入一个较长的文件的文件时，若一条磁道存不完，就需要存放在几，若一条磁道存不完，就需要存放在几条磁道上。条磁道上。这时主机主机应选择位于同一位于同一记录面上的几条磁道？面上的几条磁道？还是是选择同一同一圆柱面上柱面上的几条磁道呢？很明的几条磁道呢？很明显，选择同一同一圆柱面柱面上的磁道，上的磁道，则各各记录面的

38、磁面的磁头可同可同时定位，定位，换道的道的时间仅仅是磁是磁头选择电路的路的译码时间。所以在存入文件所以在存入文件时，应首先将一个文件尽首先将一个文件尽可能地存放在同一可能地存放在同一圆柱面中。柱面中。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备(4)扇区扇区 通常将一条磁道划分为若干个段，每通常将一条磁道划分为若干个段，每个段称为一个扇区或扇段，每个扇区存放个段称为一个扇区或扇段，每个扇区存放一个定长信息块（如一个定长信息块（如512个字节）。一条磁个字节）。一条磁道划分多少扇区，每个扇区可存

39、放多少字道划分多少扇区，每个扇区可存放多少字节，一般由操作系统决定。磁道上的扇区节，一般由操作系统决定。磁道上的扇区编号从编号从1号开始。号开始。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备2.磁磁盘地址地址主机向磁主机向磁盘控制器送出有关控制器送出有关寻址信息，址信息，磁磁盘地址一般表示地址一般表示为：驱动器号、器号、圆柱面（磁道）号、柱面（磁道）号、记录面（磁面（磁头）号、扇区号）号、扇区号2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计

40、算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备7.3.4硬盘存储器的技术参数硬盘存储器的技术参数1.硬盘的主要性能指标硬盘的主要性能指标(1)硬盘容量硬盘容量硬盘容量当然是越大越好。硬盘容量当然是越大越好。(2)主轴转速主轴转速从从理理论论上上来来说说，转转速速越越快快，硬硬盘盘的的速速度度越快。越快。(3)道密度道密度硬盘驱动器在介质上的道密度可达硬盘驱动器在介质上的道密度可达38000TPI或更高。或更高。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备(4)平均存取时间平均存取时间平平均均存

41、存取取时时间间近近似似等等于于平平均均寻寻道道时时间间和平均等待时间之和。和平均等待时间之和。(5)缓存缓存缓缓存存存存在在的的目目的的是是为为了了解解决决硬硬盘盘内内部部与与接接口口数数据据之之间间速速度度不不匹匹配配的的问问题题，它它可可以提高硬盘的读写速度。以提高硬盘的读写速度。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备(6)数据传输率数据传输率硬硬盘盘的的数数据据传传输输率率分分为为内内部部数数据据传传输输率率和和外外部部数数据据传传输输率率。内内部部数数据据传传输输率率主主要要依依

42、赖赖于于硬硬盘盘的的旋旋转转速速度度，因因硬硬盘盘的的品品牌牌及及型型号号不不同同而而有有着着较较大大的的差差异异。外外部部数数据据传传输输率率指指的的是是系系统统总总线线与与硬硬盘盘缓缓冲冲区区之之间间的的数数据据传传输输率率，外外部部数数据据传传输输率率与与硬硬盘盘接接口类型和缓存大小有关。口类型和缓存大小有关。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备2.硬盘的接口标准硬盘的接口标准 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，不同的硬盘接口决定着硬盘与计算

43、机件，不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分性能好坏。从整体的角度上，硬盘接口分为为IDE、SCSI和和SATA等，等，IDE接口硬盘多接口硬盘多用于家用产品中，用于家用产品中，SCSI接口硬盘则主要应接口硬盘则主要应用于服务器市场，用于服务器市场，SATA是一种新生的硬盘是一种新生的硬盘接口类型，在家用市场中有着广泛的前景。接口类型，在家用市场中有着广泛的前景。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算

44、机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备3.磁盘参数的计算磁盘参数的计算例例：设设有有一一个个盘盘面面直直径径为为18in的的磁磁盘盘组组，有有20个个记记录录面面，每每面面有有5in的的区区域域用用于于记记录录信信息息，记记录录密密度度为为100道道/in（TPI）和和1000b/in（bpi），转转速速为为2400r/min，道道间间移移动动时时间间为为0.2ms，试试计计算算该该盘盘组组的的容容量量、数据传送率和平均存取时间。数据传送率和平均存取时间。每一记录面的磁道数每一记录面的磁道数N为为N5in/面面100道道/in500道道/面面最内

45、圈磁道的周长为最内圈磁道的周长为L= (18-25)in=25.12in2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备以以最最内内圈圈磁磁道道的的周周长长当当作作每每条条磁磁道道的的长长度度，故故该该盘盘组组的的存存储储容容量量（非非格格式式化化容容量）为量）为C=1000b/in25.12in/道道500道道/面面20面面=251.2106b=31.4106B磁盘旋转一圈的时间为磁盘旋转一圈的时间为t=1/2400(r/min)60s/min=0.025s=25ms2009.9电子计算机组成原

46、理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备数据传送率为数据传送率为Dr=每一道的容量每一道的容量/旋转一圈的时间旋转一圈的时间=25120/25=1004.8b/ms=1.0048106b/s=0.1256106B/s=0.1256MB/s平均存取时间为平均存取时间为Ta(0+0.2*499)/2+(0+25)/2ms60ms2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备非格式化容量最大位密度非格式化容量最大位密度最内圈

47、磁最内圈磁道周长道周长总磁道数总磁道数新的磁盘在使用之前需先进行格式化，新的磁盘在使用之前需先进行格式化，格式化实际上就是在磁盘上划分记录区，格式化实际上就是在磁盘上划分记录区，写入各种标志信息和地址信息，这些信息写入各种标志信息和地址信息，这些信息占用了磁盘的存储空间，故格式化之后的占用了磁盘的存储空间，故格式化之后的有效存储容量要小于非格式化容量。有效存储容量要小于非格式化容量。格式化容量每道扇区数格式化容量每道扇区数扇区容量扇区容量总磁道数总磁道数2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储

48、设备7.3.6硬盘的分区域记录硬盘的分区域记录传统硬盘驱动器的每个磁道上记录的传统硬盘驱动器的每个磁道上记录的扇区数是相同的，因而存储的信息量也是扇区数是相同的，因而存储的信息量也是相同的，这意味着在磁盘上位密度是变化相同的，这意味着在磁盘上位密度是变化的。因为内圈磁道的周长短，外圈磁道的的。因为内圈磁道的周长短，外圈磁道的周长长，所以内圈磁道的位密度高，外圈周长长，所以内圈磁道的位密度高，外圈磁道的位密度低，最内圈磁道的位密度磁道的位密度低，最内圈磁道的位密度（最大位密度）决定了磁盘驱动器的容量。（最大位密度）决定了磁盘驱动器的容量。又因为每个磁道记录的信息量及转速是相又因为每个磁道记录的信

49、息量及转速是相同的，所以它们的数据传送率也是相同的。同的，所以它们的数据传送率也是相同的。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备由于外圈磁道比内圈磁道更长一些，由于外圈磁道比内圈磁道更长一些，但存储的信息量却相同，所以外圈磁道上但存储的信息量却相同，所以外圈磁道上明显地存在着浪费。明显地存在着浪费。采用分区域记录（等位密度）技术可采用分区域记录（等位密度）技术可以增加硬盘驱动器的容量。由于外圈磁道以增加硬盘驱动器的容量。由于外圈磁道有更长的周长，所以外层磁道要比内层磁有更长的周长，所以外

50、层磁道要比内层磁道包含更多的扇区，即外圈磁道上保存的道包含更多的扇区，即外圈磁道上保存的信息比内圈磁道多。信息比内圈磁道多。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备分区域记录的另一个影响是数据传输分区域记录的另一个影响是数据传输率随磁头所处的区域而变化。分区域驱动率随磁头所处的区域而变化。分区域驱动器还是以恒定速度旋转，可是，由于外层器还是以恒定

51、速度旋转，可是，由于外层区域每磁道有更多的扇区，所以数据传输区域每磁道有更多的扇区，所以数据传输速度要更快一些。这就是当今驱动器标注速度要更快一些。这就是当今驱动器标注最小和最大连续传输速率的原因，因为传最小和最大连续传输速率的原因，因为传输速率取决于磁头读输速率取决于磁头读/写的位置。写的位置。分区域记录技术的使用，大大地提高分区域记录技术的使用，大大地提高了硬盘利用率，与采用每磁道固定扇区的了硬盘利用率，与采用每磁道固定扇区的硬盘比较，使驱动器增加了硬盘比较，使驱动器增加了2050的硬的硬盘容量。实际上，现在所有的盘容量。实际上，现在所有的IDE和和SCSI都采用分区域记录。都采用分区域记

52、录。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备7.3.6硬盘的硬盘的NCQ技术技术 通通过过对对内内部部队队列列中中的的命命令令进进行行重重新新排排序序实实现现智智能能数数据据管管理理，避避免免像像传传统统硬硬盘盘那那样样机机械械地地按按照照接接收收命命令令的的先先后后顺顺序序移移动动磁磁头头读读写写硬硬盘盘的的不不同同位位置置，从从而而减减少少了了磁磁头头反反复移动带来的损耗，延长了硬盘的寿命。复移动带来的损耗，延长了硬盘的寿命。根据磁盘地址，硬盘寻址的过程如下：根据磁盘地址，硬盘寻址的过

53、程如下：寻找目标圆柱面寻找目标圆柱面寻找目标盘面寻找目标盘面寻找目标扇区寻找目标扇区2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.3磁介质存储设备磁介质存储设备对于不支持对于不支持NCQ技术的硬盘来说，大技术的硬盘来说，大量的数据读写需要反复重复上面的步骤，量的数据读写需要反复重复上面的步骤，而对于不同位置的数据存取，磁头需要更而对于不同位置的数据存取，磁头需要更多的操作，降低了存取效率。而支持多的操作，降低了存取效率。而支持NCQ技术的硬盘对接收到的命令按照他们访问技术的硬盘对接收到的命令按照他们访问的地址的距离进行了重排

54、列，减少了磁头的地址的距离进行了重排列，减少了磁头臂来回移动的时间，使数据读取更有效。臂来回移动的时间，使数据读取更有效。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.4磁盘阵列磁盘阵列7.4.1RAID简介简介RAID是是RedundentArrayofInexpensiveDisks的缩写，直译为的缩写，直译为“廉价冗余磁盘阵列廉价冗余磁盘阵列”，也，也简称为简称为“磁盘阵列磁盘阵列”。后来。后来RAID中的字母中的字母I被改被改作为作为Independent，RAID就成了就成了“独立冗余磁盘独立冗余磁盘阵列阵列”，但

55、这只是名称的变化，实质性的内容并，但这只是名称的变化，实质性的内容并没有改变。可以把没有改变。可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动理解成一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用。一般情况下，组成的逻辑磁盘驱动器的容量要小一般情况下，组成的逻辑磁盘驱动器的容量要小于各个磁盘驱动器容量的总和。于各个磁盘驱动器容量的总和。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.4磁盘阵列磁盘阵列7

56、.4.2RAID的分级的分级RAID级级别别名称名称数据数据磁盘磁盘数数可正常工作可正常工作的的最多失效磁最多失效磁盘数盘数检测检测磁盘数磁盘数RAID0无冗余无校验的磁盘阵列无冗余无校验的磁盘阵列800RAID1镜象磁盘阵列镜象磁盘阵列818RAID2纠错海明码磁盘阵列纠错海明码磁盘阵列814RAID3位交叉奇偶校验的磁盘阵列位交叉奇偶校验的磁盘阵列811RAID4块交叉奇偶校验的磁盘阵列块交叉奇偶校验的磁盘阵列811RAID5无无独独立立校校验验盘盘的的奇奇偶偶校校验验磁磁盘阵列盘阵列8112009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计

57、算机组成原理7.5光盘存储器光盘存储器7.5.1光盘存储器的类型光盘存储器的类型1.CD-ROM光光盘只只读型光型光盘，它由生，它由生产厂家厂家预先写入先写入数据和程序，使用数据和程序，使用时用用户只能只能读出，不能出，不能修改或写入新内容。修改或写入新内容。2.CD-R光光盘CD-R光光盘可由用可由用户写入信息，写入后写入信息，写入后可以多次可以多次读出，但只能写入一次，信息写出，但只能写入一次，信息写入后将不能再修改，所以称入后将不能再修改，所以称为只写一次型只写一次型光光盘。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7

58、.5光盘存储器光盘存储器3.CD-RW光盘光盘CD-RW光光盘盘是是可可以以写写入入、擦擦除除、重重写写的的可可逆逆性性记记录录系系统统。这这种种光光盘盘类类似似于于磁磁盘盘，可重复读可重复读/写。写。4.DVD-ROM光盘光盘DVD代代表表通通用用数数字字化化多多功功能能光光盘盘，简简称称高高容容量量CD。事事实实上上，任任何何DVD-ROM光光驱驱都都是是CD-ROM光光驱驱，即即这这类类光光驱驱既既能能读读取取CD光光盘盘，也也能能读读取取DVD光光盘盘。DVD除除了了密密度度较较高高以以外外，其其他他技技术术与与CD-ROM完完全全相同。相同。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算

59、机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.5光盘存储器光盘存储器 2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.5光盘存储器光盘存储器7.5.2光盘驱动器光盘驱动器1.CD-ROM驱动器驱动器为了提高光盘的存储容量，为了提高光盘的存储容量，12倍速以下的倍速以下的光驱一般采用光驱一般采用“恒定线速度（恒定线速度（CLV）”技术，技术，CD-ROM会根据现在正在读取的是光盘外道数会根据现在正在读取的是光盘外道数据还是内道数据来控制电机以不同的角速度旋据还是内道数据来控制电机以不同的角速度旋转光盘

60、，读内道数据时，光盘转速快，读外道转光盘，读内道数据时，光盘转速快，读外道数据时，光盘转速慢。这样就能够保证在盘片数据时，光盘转速慢。这样就能够保证在盘片的不同区域内保持恒定的数据传输率，并且对的不同区域内保持恒定的数据传输率，并且对光盘的纠错性能也能有一定的提高。但是在光光盘的纠错性能也能有一定的提高。但是在光驱速度进一步提高之后，如果仍采用恒定线速驱速度进一步提高之后，如果仍采用恒定线速度的方法，电机将在高速的旋转下，不断地改度的方法，电机将在高速的旋转下，不断地改变速度以保证在不同的内、外光道时线速度仍变速度以保证在不同的内、外光道时线速度仍然相同，这将使电机的老化加剧。然相同，这将使电

61、机的老化加剧。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.5光盘存储器光盘存储器为为了了解解决决上上述述问问题题，对对于于12倍倍速速以以上上的的高高速速光光驱驱采采用用了了“恒恒定定角角速速度度（ConstantAngulerVelocity，CAV）”技技术术。此此时时，光光驱驱主主轴轴的的转转速速是是恒恒定定的的，由由于于在在光光盘盘外外道道读读取取的的数数据据要要比比内内道道多多，所所以以外外道道的的数数据传输率高于内道的数据传输率。据传输率高于内道的数据传输率。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理

62、课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.5光盘存储器光盘存储器2.CD-R驱动器驱动器由于由于CD-R驱动器可以对光盘写入，因此也称驱动器可以对光盘写入，因此也称为光盘刻录机。光盘刻录机的速度有读取速度和为光盘刻录机。光盘刻录机的速度有读取速度和写入速度，而后者才是刻录机的重要技术指标。写入速度，而后者才是刻录机的重要技术指标。其次应该注意数据缓冲区的大小。缓冲区的大小其次应该注意数据缓冲区的大小。缓冲区的大小是衡量刻录机的重要指标之一。是衡量刻录机的重要指标之一。3.CD-RW驱动器驱动器CD-RW驱动器可代替大部分的驱动器可代替大部分的CD-R驱动器，驱动器，因为因

63、为CD-RW驱动器与驱动器与CD-R完全兼容，并能以同完全兼容，并能以同样的能力读写通用的样的能力读写通用的CD-R介质。介质。CD-RW光盘的光盘的烧制或刻录的方式也与烧制或刻录的方式也与CD-R光盘相同，主要区别光盘相同，主要区别在于它们可以擦除掉而多次重写，重写次数可以在于它们可以擦除掉而多次重写，重写次数可以达达1000多次。多次。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备 键键盘盘是是计计算算机机系系统统不不可可缺缺少少的的输输入入设设备备，人人们们通通过过键键盘盘上上的的按按键键直直

64、接接向向计计算算机机输输入入各各种种数数据据、命命令令及及指指令令，从从而而使使计计算算机完成不同的运算及控制任务。机完成不同的运算及控制任务。7.6.1键开关和键盘类型键开关和键盘类型 键键盘盘上上的的每每个个按按键键起起一一个个开开关关的的作作用用，故故又又称称为为键键开开关关。键键开开关关分分为为接接触触式式和和非非接触式两大类。接触式两大类。按按照照键键码码的的识识别别方方法法，键键盘盘可可分分为为两两大类型：大类型：编码键盘和非编码键盘编码键盘和非编码键盘。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设

65、备键盘输入设备编码键盘具有识别有无键按下和哪个键编码键盘具有识别有无键按下和哪个键被按下的能力，并能将按下的那个键的代码被按下的能力，并能将按下的那个键的代码送给计算机。编码键盘又有静态编码键盘和送给计算机。编码键盘又有静态编码键盘和动态编码键盘之分。动态编码键盘之分。非非编编码码键键盘盘通通过过执执行行键键盘盘扫扫描描程程序序对对键键盘盘进进行行扫扫描描，以以识识别别按按键键的的位位置置，并并提提供供与与按按下下的的键键对对应应的的位位置置码码（扫扫描描码码），然然后后将将位位置置码码通通过过查查ROM表表转转换换成成对对应应的的ASCII码码。这这种种键键盘盘的的响响应应速速度度不不如如编

66、编码码键键盘盘，但但是是它它通通过过软软件件编编程程可可为为键键盘盘中中某某些些键键的的重重新新定定义义提供更大的灵活性，因此得到广泛地使用。提供更大的灵活性，因此得到广泛地使用。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备7.6.2键盘扫描键盘扫描非非编编码码键键盘盘的的键键一一般般排排列列成成M行行N列列的的矩矩阵阵结结构构，每每个个按按键键位位于于行行和和列列的的交交叉叉处处。常常用用的的键键盘盘扫扫描描方方法法有有逐逐行行扫扫描描法法和和行行列列扫描法。扫描法。1.逐行扫描法逐行扫描法通通

67、过过执执行行键键盘盘扫扫描描程程序序对对键键盘盘矩矩阵阵进进行行扫扫描描，以以识识别别按按键键的的行行、列列位位置置。程程序序查查询的步骤如下：询的步骤如下：2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备查询是否有键按下查询是否有键按下首首先先由由CPU对对行行 线线 的的 各各 位位 置置“0”， 然然 后后 CPU再再从从列列线线读读入入数数据据。若若读读入入的的数数据据为为全全“1”，表表示示无无键键按按下下；只只要要读读入入的的数数据据中中有有一一位位不不为为“1”，表表示示有有键键按按下下

68、，接接着着查查按按键键的位置。的位置。输入寄存器输出寄存器CPU来去CPU+5VD0D7X0X1X2X3X4X5X6X7Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7输出寄存器输入寄存器2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备查询已按下键的位置查询已按下键的位置CPU首首先先使使X0=0，X1X7全全为为“1”，读读入入Y0Y7，若若全全为为“1”，表表示示按按键键不不在在这这一一行行；接接着着使使X1=0，其其余余各各位位为为全全“1”，读读入入Y0Y7直直至至Y0Y7不不全全为为“1”为为止止，从从而而

69、确确定定了了当当前前按按下下的的键键在在键键盘矩阵中的位置。盘矩阵中的位置。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备按行号和列号求键的位置码按行号和列号求键的位置码得到的行号和列号表示按下键的位置码。得到的行号和列号表示按下键的位置码。若该键是字符键，则根据这个键码到专用的若该键是字符键，则根据这个键码到专用的ROM中取出此键的中取出此键的ASCII码；若该键是功能码；若该键是功能键，则转入相应的服务子程序，完成其功能键，则转入相应的服务子程序，完成其功能操作。操作。2009.9电子计算机组成

70、原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备2.行列扫描法行列扫描法 在在扫扫描描每每一一行行时时，读读列列线线，若若读读得得的的结结果果为为全全“1”，说说明明没没有有键键按按下下，即即尚尚未未扫扫描描到到闭闭合合键键；若若某某一一列列为为低低电电平平，说说明明有有键键按按下下，而而且且行行号号和和列列号号已已经经确确定定。然然后后用用同同样样的的方方法法，依依次次向向列列线线扫扫描描输输出出，读读行行线线。如如果果两两次次所所得得到到的的行行号号和和列列号号分分别别相相同同，则则键键码码确确定定无无疑疑，即即得得到到闭

71、闭合合键键的的行列扫描码。行列扫描码。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备7.6.3PC系列键盘系列键盘微微型型机机的的键键盘盘有有83键键（PC/XT）、84键键（PC/AT）、101和和102键键（386、486机机）、104键键（Pentium）、105键键、108键键、109键键等等多多种种。目目前前市市场场占占主主流流地地位位的的是是104键键和和108键的键盘。键的键盘。1.键盘控制电路键盘控制电路PC系系列列键键盘盘主主要要由由8048单单片片机机、译译码码器和器和16行行8

72、列的键开关阵列三部分组成。列的键开关阵列三部分组成。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备PC/XT键盘键盘键盘接口键盘接口2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备8048是是8位位CPU，内内部部还还有有10244位位的的ROM、648位位的的RAM、8位位定定时时器器/计计数数器器等等。8048单单片片机机周周期期性性执执行行固固化化在在其其ROM中中的的键键盘盘管管理理和和扫扫描描程程

73、序序，对对键键盘盘矩矩阵阵进进行行扫扫描描，发发现现、识识别别按按下下键键的的位位置置，形形成成与与按按键键位位置置对对应应的的扫扫描描码码，对对扫扫描描码码进进行行并并串串转转换换，并并将将串串行行的的键键扫扫描描码码和和时时钟钟送送给给微微机机主板上的键盘接口电路，供系统使用。主板上的键盘接口电路，供系统使用。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备8048通通过过译译码码器器，分分别别产产生生16个个行行扫扫描描信信号号和和8个个列列扫扫描描信信号号。扫扫描描方方式式采采用用行行列列扫扫

74、描描法法，8048将将列列号号和和行行号号拼拼成成一一个个7位位的的扫扫描描码码（列列号号为为前前3位位，行行号号为为后后4位位），例例如如第第4列列第第7行行键键被被按按下下，则则得得到到闭闭合合键键（接通）扫描码为（接通）扫描码为47H。 在在8048中中有有一一个个20字字节节的的缓缓冲冲队队列列，能能暂暂存存20个个扫扫描描码码。当当多多键键滚滚按按时时，若若干干按按键键的的扫扫描描码码便便被被放放入入缓缓冲冲队队列列。按按先先进进先先出出的的原原则则从从缓缓冲冲区区取取出出扫扫描描码码送送往往接接口口，以以免免高高速速按按键键时时主主机机来来不不及及进进行行中中断断响响应应和处理。和

75、处理。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备键键盘盘内内部部的的单单片片机机根根据据按按键键位位置置向向主主机机发发送送的的仅仅是是该该按按键键位位置置的的键键扫扫描描码码。当当键键按按下下时时，输输出出的的数数据据称称为为接接通通扫扫描描码码；当当键键松开时，输出的数据称为断开扫描码。松开时，输出的数据称为断开扫描码。对对于于83键键键键盘盘，由由键键盘盘扫扫描描电电路路得得到到的的接接通通扫扫描描码码与与键键号号（键键的的位位置置编编号号）相相等等，用用1个个字字节节表表示示，断断开开扫

76、扫描描码码也也用用1个个字字节节表表示示，其其值值为为接接通通扫扫描描码码加加80H。例例如如，“A”的的键键号号为为30，接接通通扫扫描描码码为为1EH，断断开扫描码为开扫描码为9EH。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备对对于于84/101/102/104扩扩展展键键盘盘，由由于于键键位位置置发发生生变变化化，其其接接通通扫扫描描码码与与键键号号不不相相等等。但但是是接接通通扫扫描描码码仍仍用用1个个字字节节表表示示；断断开开扫扫描描码码用用2个个字字节节表表示示，其其值值为为接接通通

77、扫扫描描码码前前加加1个个字字节节的的前前缀缀F0H。我我们们仍仍以以“A”键键为为例例，它它的的键键号号为为31，接接通通扫扫描描码码为为1CH，断断开扫描码为开扫描码为F0H、1CH。2.键盘接口电路键盘接口电路键键盘盘接接口口电电路路一一般般在在微微机机主主板板上上，通通过过电电缆缆与与键键盘盘连连接接，串串行行地地接接收收键键盘盘送送来来的的扫描码，其功能主要有：扫描码，其功能主要有：2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备串串行行接接收收键键盘盘送送来来的的接接通通扫扫描描码码和和断

78、断开开扫扫描码，转换成并行数据并暂存；描码，转换成并行数据并暂存；收收到到一一个个完完整整的的扫扫描描码码后后，立立即即向向主主机机发发中断请求；中断请求；主主机机中中断断响响应应后后读读取取扫扫描描码码，并并转转换换成成相相应应的的ASCII码码存存入入键键盘盘缓缓冲冲区区。对对于于控控制制键，设置相应的状态；键，设置相应的状态；接接收收主主机机发发来来的的命命令令，传传送送给给键键盘盘，并并等等候候键键盘盘的的响响应应，自自检检时时用用以以判判断断键键盘盘的的正正确性。确性。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.

79、6键盘输入设备键盘输入设备83键键键键盘盘的的接接口口电电路路被被称称为为PC标标准准键键盘盘接接口口。而而扩扩展展键键盘盘的的接接口口电电路路称称为为扩扩展展键键盘盘接接口口。所所谓谓系系统统扫扫描描码码是是指指83键键键键盘盘中中字字符符的的接接通通扫扫描描码码。由由于于扩扩展展键键盘盘的的扫扫描描码码与与系系统统扫扫描描码码不不一一致致，因因此此单单片片机机还还要完成由键盘扫描码到系统扫描码的转换。要完成由键盘扫描码到系统扫描码的转换。从从键键盘盘送送来来的的串串行行扫扫描描码码在在移移位位寄寄存存器器中中由由时时钟钟控控制制依依次次右右移移，组组装装成成并并行行扫扫描码，然后向主机描码

80、，然后向主机CPU发出中断请求发出中断请求IRQ1。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.6键盘输入设备键盘输入设备主主机机CPU响响应应键键盘盘中中断断请请求求后后，执执行行由由BIOS提提供供的的键键盘盘中中断断处处理理程程序序（09H类类型型中中断断）。该该程程序序首首先先以以并并行行方方式式从从接接口口取取出出扫扫描描码码，接接着着对对收收到到的的扫扫描描码码进进行行识识别别，判判断断按按下下的的键键是是字字符符键键还还是是控控制制键键，由由中中断断服服务务程程序序通通过过查查表表，将将扫扫描描码码转转换换为

81、为相相应应的的ASCII码码或或扩扩充充码码后后送送入入键键盘盘缓缓冲冲区区，中中断断处处理理完完毕毕返返回回主主程程序序。当当系系统统或或用用户户需需要要键键盘盘输输入入时时，可可直直接接在在主主程程序序中中以以软软中中断断指指令令（INT16H）的的形形式式调调用用BIOS的的键键盘盘I/O程程序序，从从键键盘盘缓缓冲冲区区中中取取走所需的字符。走所需的字符。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备打打印印机机是是计计算算机机系系统统的的主主要要输输出出设设备备之之一一，它它能能将将计计算

82、算机机的的处处理理结结果果以以字字符符或或图图形形的的形形式式印印刷刷到到纸纸上上，便便于于人人们们阅阅读读和和保保存存。由由于于输输出出结结果果能能永永久久性性保保留留，常常称称为为硬硬拷拷贝贝输出设备输出设备。7.7.1打印机概述打印机概述按印字原理分按印字原理分击打式和非击打式击打式和非击打式按印字机构分按印字机构分固定字模（活字）式打印和点阵式打印固定字模（活字）式打印和点阵式打印按工作方式分按工作方式分串行打印机、行式打印机和页式打印机串行打印机、行式打印机和页式打印机2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.

83、7打印输出设备打印输出设备打印机工作模式：文本模式和图形模式打印机工作模式：文本模式和图形模式1.文本模式文本模式主主机机向向打打印印机机输输出出字字符符代代码码（或或汉汉字字代代码码），打打印印机机则则依依据据代代码码从从其其点点阵阵字字库库中中取取出出点点阵阵数数据据，控控制制打打印印针针打打出出相相应应字字符符（或或汉汉字字）。文文本本模模式式所所需需传传送送的的数数据据量量少少，占占用用主主CPU时时间间少少，因因而而效效率率较较高高，但所能打印的字符（或汉字）较少。但所能打印的字符（或汉字）较少。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算

84、机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备2.图形模式图形模式主机向打印机输出点阵图形数据，打主机向打印机输出点阵图形数据，打印机控制器直接根据图形数据驱动打印针印机控制器直接根据图形数据驱动打印针打出，即有一个打出，即有一个“1”就打印一个点。在这就打印一个点。在这种模式下，种模式下，CPU能灵活控制打印机输出任能灵活控制打印机输出任意图形，从而可打印出字符、汉字、图表、意图形，从而可打印出字符、汉字、图表、图形、图像等。但图形模式所需传送的数图形、图像等。但图形模式所需传送的数据量大，占用主机大量的时间。据量大，占用主机大量的时间。 例如打印一个例如打印一个24 24点阵的汉字

85、，传点阵的汉字，传送字符点阵图形的数据量（送字符点阵图形的数据量（72个字节）远个字节）远大于传送字符代码时的数据量（大于传送字符代码时的数据量（2个字节）。个字节）。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备7.7.2打印机的主要性能指标打印机的主要性能指标1.分辨率（分辨率（DPI） 打打印印机机的的打打印印质质量量是是指指打打印印出出的的字字符符的的清清晰晰度度和和美美观观程程度度，用用打打印印分分辨辨率率表表示示，单位为每英寸打印多少个点（单位为每英寸打印多少个点（DPI）。）。2.打印

86、速度和打印幅面打印速度和打印幅面不不同同类类型型的的打打印印机机具具有有不不同同的的打打印印速速度，每种类型又有高、中、低速之分。度，每种类型又有高、中、低速之分。打打印印机机的的打打印印幅幅面面有有许许多多种种，一一般般家家庭用户使用庭用户使用A4幅面的就可以了。幅面的就可以了。 2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备3.接口方式接口方式打打印印机机的的接接口口可可以以是是标标准准配配置置并并行行接接口，也可以是口，也可以是USB接口。接口。4.缓冲区缓冲区最最简简单单的的缓缓冲冲区区只只

87、能能存存放放一一行行打打印印信信息息，当当这这一一行行信信息息打打印印完完后后，即即清清除除掉掉缓缓冲冲区区的的信信息息，并并告告诉诉主主机机“缓缓冲冲区区空空”，主主机机将将再再发发送送新新的的信信息息给给打打印印机机，如如此此反反复复直直到到所有信息打印完毕为止。所有信息打印完毕为止。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备7.7.3针式打印机工作原理针式打印机工作原理1.印字原理印字原理针针式式打打印印机机是是由由若若干干根根打打印印针针印印出出m n个个点点阵阵组组成成的的字字符符或或

88、汉汉字字、图图形形。这这里里m表表示示打打印印的的列列数数，n表表示示打打印印的的行行数数。点点阵阵越越密密，印印字字的的质质量量就就越越高高。需需要要注注意意的的是是，字字符符由由m n个个点点阵阵组组成成，并并不不意意味味着着打打印印头头就就装装有有m n根根打打印印针针。串串式式针针打打的的打打印印头头上上一一般般只只装装有有一一列列n根根打打印印针针（也也有有的分为两列）。的分为两列）。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备在早期的在早期的9针打印机中，将针打印机中，将9根打印针排成

89、纵根打印针排成纵向一列，每次打印一列，印完一列后打印头沿水向一列，每次打印一列，印完一列后打印头沿水平方向移动一步，平方向移动一步，m步之后，形成一个步之后，形成一个mn点阵。点阵。在在24针打印机中，因针的密度高、针数多，针打印机中，因针的密度高、针数多，一般交错排成两列，每列一般交错排成两列，每列12根针（根针（12根奇数号针，根奇数号针，12根偶数号针），一列的根偶数号针），一列的24个点是分两次打印出个点是分两次打印出来的。来的。打印头装在一个小车（称为字车）上，由步打印头装在一个小车（称为字车）上，由步进电机驱动，可进行水平移动与精确定位。在打进电机驱动，可进行水平移动与精确定位。在

90、打印一行的过程中，打印纸不动。在打印完一行后，印一行的过程中，打印纸不动。在打印完一行后，输纸机构带动打印纸向前移动，从而实现换行或输纸机构带动打印纸向前移动，从而实现换行或换页。换页。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备2.点阵格式和字库点阵格式和字库由由点点阵阵组组成成的的字字符符或或汉汉字字，“1”表表示示打打点点，“0”表表示示不不打打点点，于于是是每每个个mn的的点点阵阵字字形形可可用用m个个n位位的的二二进进制制数数来来表表示示列列点点阵阵码码。为为书书写写方方便便，通通常常用

91、用十十六六进进制制数数来表示列点阵码。来表示列点阵码。所所有有字字符符和和汉汉字字的的列列点点阵阵码码都都存存储储在在ROM中中，我我们们把把它它称称为为字字库库。字字库库包包括括字字符库和汉字库，字符库又称字符发生器。符库和汉字库，字符库又称字符发生器。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备带有汉字库的打印机称为汉字打印机，带有汉字库的打印机称为汉字打印机，主机送出汉字代码，打印机根据汉字代码主机送出汉字代码，打印机根据汉字代码从汉字库中取出汉字点阵数据，驱动打印从汉字库中取出汉字点阵数据

92、，驱动打印针打印。针打印。不带汉字库的打印机称为西文打印机，不带汉字库的打印机称为西文打印机，打印汉字时是需利用存放在微机系统硬盘打印汉字时是需利用存放在微机系统硬盘上的汉字库（常称为软字库）。先由主机上的汉字库（常称为软字库）。先由主机将汉字代码转换为点阵数据，再送至打印将汉字代码转换为点阵数据，再送至打印机，打印机按图形方式打印出汉字。机，打印机按图形方式打印出汉字。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备3.打印控制打印控制主主机机要要输输出出打打印印信信息息时时，首首先先要要检检查查打

93、打印印机机所所处处的的状状态态。当当打打印印机机空空闲闲时时，允允许许主主机机发发送送字字符符。打打印印机机CPU开开始始接接收收从从主主机机送送来来的的字字符符代代码码（ASCII码码），先先判判断断它它们们是是可可打打印印的的字字符符还还是是只只执执行行某某种种控控制制操操作作的的控控制制字字符符（如如：“回回车车”、“换换行行”等等）。如如果果是是可可打打印印的的字字符符就就将将其其代代码码送送入入打打印印行行缓缓冲冲区区（RAM）中中，接接口口电电路路产产生生回回答答信信息息，通通知知主主机机发发送送下下一一个个字字符符。如如此此重重复复，把把要要打打印印的的一一行行字字符符的的代代码

94、码都都存存入入数数据据缓缓冲冲区区。当当缓缓冲冲区区接接收收满满一一行行打打印的字符后，停止接收，转入打印。印的字符后，停止接收，转入打印。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.7打印输出设备打印输出设备打打印印时时，首首先先从从字字符符库库中中寻寻找找到到与与字字符符相相对对应应的的点点阵阵首首列列地地址址，然然后后按按顺顺序序一一列列一一列列地地找找出出字字符符的的点点阵阵，送送往往打打印印头头控控制制驱驱动动电电路路，激激励励打打印印头头出出针针打打印印。一一个个字字符符打打印印完完，字字车车移移动动几几列列，

95、再再继继续续打打印印下下一一个个字字符符。一一行行字字符符打打印印完完后后，请请求求主主机机送送来来第第二二行行打打印印字字符符代代码码，同同时时输输纸纸机机构使打印纸移动一个行距。构使打印纸移动一个行距。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备显示设备是将电信号转换成视觉信号显示设备是将电信号转换成视觉信号的一种装置，显示器输出的内容不能长期保的一种装置，显示器输出的内容不能长期保存，当显示器关机或显示别的内容时，原有存，当显示器关机或显示别的内容时，原有内容就消失了，所以显示设备属于内容就消失了，

96、所以显示设备属于软拷贝输软拷贝输出设备出设备。7.8.1显示器概述显示器概述计计算算机机系系统统中中的的显显示示设设备备可可分分为为字字符符显显示示器器、图图形形显显示示器器和和图图像像显显示示器器。从从显显示示角角度度看看，它它们们都都是是由由像像素素（光光点点）所所组组成成的的。如如果果以以点点阵阵方方式式显显示示字字符符，则则图图形形/图图像像显显示器也能覆盖字符显示器的功能。示器也能覆盖字符显示器的功能。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备按显示原理可分为两类。一类是按显示原理可分为两类。

97、一类是主动主动显示器件显示器件，如，如CRT显示器、发光二极管等，显示器、发光二极管等，它们是在外加电信号作用下，依靠器件本它们是在外加电信号作用下，依靠器件本身产生的光辐射进行显示的，因此也叫光身产生的光辐射进行显示的，因此也叫光发射器件。另一类叫做发射器件。另一类叫做被动显示器件被动显示器件，如，如液晶显示器，这类器件本身不发光，工作液晶显示器，这类器件本身不发光，工作时需另设光源，在外加电信号的作用下，时需另设光源，在外加电信号的作用下，依靠材料本身的光学特性变化，使照射在依靠材料本身的光学特性变化，使照射在它上面的光受到调制，因此这类器件又叫它上面的光受到调制，因此这类器件又叫光调制器

98、件。光调制器件。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备7.8.2CRT显示器显示器1.CRT显示器的主要技术指标显示器的主要技术指标(1)点距点距点点距距（dotpitch）是是用用来来表表征征彩彩色色显显示示器器的的参参数数，指指屏屏幕幕上上两两个个相相邻邻的的同同色色荧荧光光点点之之间间的的距距离离。点点距距越越小小，显显示示的的画画面面就就越越清清晰晰、自自然然和和细细腻腻。用用显显示示区区域域的的宽宽和和高高分分别别除除以以点点距距，即即得得到到显显示示器器在在垂垂直直和和水水平平方方向向上

99、最高可以显示的点数（即极限分辨率）。上最高可以显示的点数（即极限分辨率）。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备(2)行频和场频行频和场频行行频频又又称称水水平平扫扫描描频频率率，是是电电子子枪枪每每秒秒在在屏屏幕幕上上扫扫描描过过的的水水平平线线条条数数，以以KHz为为单单位位。场场频频又又称称垂垂直直扫扫描描频频率率，是是每每秒秒钟钟屏屏幕幕重重复复绘绘制制显显示

100、示画画面面的的次次数数，以以Hz为单位。为单位。(3)视频带宽视频带宽视视频频带带宽宽是是表表示示显显示示器器显显示示能能力力的的一一个个综综合合性性指指标标，以以MHz为为单单位位。它它指指每每秒秒钟钟扫扫描描的的像像素素个个数数，即即单单位位时时间间内内每每条条扫扫描描线线上上显显示示的的点点数数的的总总和和。带带宽宽越越大表明显示器显示控制能力越强，显示效果越佳。大表明显示器显示控制能力越强，显示效果越佳。视频带宽水平分辨率视频带宽水平分辨率垂直分辨率垂直分辨率刷新率刷新率1.3442009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组

101、成原理7.8显示设备显示设备(4)最高分辨率最高分辨率最最高高分分辨辨率率是是定定义义显显示示器器画画面面解解析析度度的的标标准准，由由每每帧帧画画面面的的像像素素数数决决定定，以以水水平平显显示示的的像像素素个个数数水水平平扫扫描描线线数数表表示示，例例如如800600，表表示示一一幅幅画画面面水水平平方方向向和和垂垂直直方向的像素点数分别是方向的像素点数分别是800和和600。(5)刷新率刷新率刷刷新新率率指指的的是是显显示示器器每每秒秒钟钟重重画画屏屏幕幕的的次次数数，刷刷新新率率越越高高，意意味味着着屏屏幕幕的的闪闪烁烁越小，对人眼睛产生的刺激越小。越小，对人眼睛产生的刺激越小。(6)

102、屏幕尺寸屏幕尺寸指屏幕对角线长度。指屏幕对角线长度。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备2. .CRT显示原理显示原理CRT是是一一种种电电真真空空器器件件，外外形形很很象象一一个个漏斗，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。漏斗，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。(1)CRT显示器的扫描方式显示器的扫描方式CRT显显示示器器如如同同电电视视接接收收机机一一样样，普普遍采用光栅扫描方式。遍采用光栅扫描方式。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计

103、算机组成原理7.8显示设备显示设备电电子子束束从从显显示示屏屏的的左左上上角角开开始始，沿沿水水平平方方向向从从左左向向右右扫扫描描，到到达达屏屏幕幕右右端端后后迅迅速速水水平平回回扫扫到到左左端端下下一一行行位位置置，又又从从左左到到右右匀匀速速地地扫扫描描。这这样样一一行行一一行行地地扫扫描描，直直到到屏屏幕幕的的右右下下角角，然然后后又又垂垂直直回回扫扫，返返回回屏屏幕幕左左上上角角。在在水水平平和和垂垂直直回回扫扫时时，电电子子束束是是“消消隐隐”的的，荧荧光光屏屏上上没没有有亮亮光光显显示示。这这样样，在在CRT的的屏屏幕幕上上形形成成了了一一条条条条水水平平扫扫描描线线，我们把它称

104、为光栅。我们把它称为光栅。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备2.显示器的显示模式显示器的显示模式显显示示模模式式从从功功能能上上分分为为两两大大类类：字字符符模式和图形模式。模式和图形模式。字字符符模模式式下下，显显示示缓缓冲冲区区中中存存放放着着显显示示字字符符的的代代码码（ASCII码码）和和属属性性。显显示示屏屏幕幕被被划划分分为为若若干干个个字字符符显显示

105、示行行和和列列，如如80列列25行。行。图图形形模模式式对对所所有有点点均均可可寻寻址址，常常称称为为位位图图化化的的显显示示器器，因因为为屏屏幕幕上上的的每每个个像像素素都对应显示缓冲区中的一位或多位。都对应显示缓冲区中的一位或多位。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备3.显示缓冲区显示缓冲区为为了了不不断断提提供供刷刷新新画画面面的的信信号号，无无论论采采用用字字符符还还是是图图形形显显示示模模式式，都都必必须须把把字字符符或或图图形形信信息息存存储储在在一一个个显显示示缓缓冲冲区区中中，这这

106、个个缓缓冲冲区区又又称称为为视视频频存存储储器器（VRAM）。显显示示器器一一方方面面对对屏屏幕幕进进行行光光栅栅扫扫描描，一一方方面面同同步步地地从从VRAM中中读读取取显显示示内内容容，送送往往显显示示器器件件。因因此此，对对VRAM的的操操作作是是显显示示器器工工作的软、硬件界面所在。作的软、硬件界面所在。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备VRAM的的容容量量由由分分辨辨率率和和灰灰度度级级决决定定，分分辨辨率率越越高高，灰灰度度级级越越高高，VRAM的的容容量量就就越越大大。同同时时，V

107、RAM的的存存取取周周期期必必须须满满足刷新率的要求。足刷新率的要求。分分辨辨率率由由每每帧帧画画面面的的像像素素数数决决定定，而而像像素素具具有有明明暗暗和和色色彩彩属属性性。黑黑白白图图像像的的明明暗暗程程度度称称为为灰灰度度，明明暗暗变变化化的的数数量量称称为为灰灰度度级级，所所以以在在单单色色显显示示器器中中，仅仅有有灰灰度度级级指指标标。彩彩色色图图像像是是由由多多种种颜颜色色构构成成的的，不不同同的的深深浅浅也也可可算算作作不不同同的的颜颜色色，所所以以在在彩彩色色显显示示器器中中能能显示的颜色种类称为颜色数。显示的颜色种类称为颜色数。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组

108、成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备在在字字符符显显示示方方式式中中，将将一一屏屏中中可可显显示示的的最最多多字字符符数数称称为为分分辨辨率率，例例如如80列列25行行，表表示示每每屏屏最最多多可可显显示示25行行，每每行行可可有有80个个字字符符。字字符符方方式式的的VRAM通通常常分分成成两两部部分分：字字符符代代码码缓缓存存和和显显示示属属性性缓缓存存。字字符符代代码码缓缓存存中中存存放放着着显显示示字字符符的的ASCII码码，每每个个字字符符占占1个个字字节节；显显示示属属性性缓缓存存中中存存放放着着字字符符的的显显示示属属性性，一一

109、般般也也占占1个个字字节节。VRAM的的最最小小容容量量是是由由屏屏幕幕上上字字符符显显示示的的行行、列列规规格格来来决决定定的的。例例如如，一一帧帧字字符符的的显显示示规规格格为为8025，那那么么VRAM中中的的字字符符代代码码缓缓存存的的最最小容量就是小容量就是2KB。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备在在图图形形显显示示方方式式中中，将将一一屏屏中中可可显显示示的的像像素素点点数数称称为为分分辨辨率率，图图形形方方式式的的显显示示信信息息以以二二进进制制的的形形式式存存储储在在VRAM中

110、中，这这些些信信息息是是图图形形元元素素的的矩矩阵阵数数组组，在在最最简简单单的的情情况况下下，只只需需要要存存储储两两值值图图形形，即即用用“0”表表示示黑黑色色，用用“1”表表示示白白色色。用用VRAM的的1位位表表示示1个个点点，所所以以VRAM的的1个个字字节节可可以以存存放放8个个点点。例例如如，一一个个CRT显显示示器器的的分分辨辨率率为为640200，在在无无灰灰度度级级的的单单色色显显示示器器中中，只只需需要要16KB的的VRAM。在在彩彩色色显显示示或或单单色色多多灰灰度度显显示示时时，每每个个点点需需要要若若干干位位来来表表示示。例例如如，若若用用2位位二二进进制制代代码码

111、表表示示1个个点点，那那么么每每个个点点便便能能选选择择显显示示4种种颜颜色色，但但是是此此时时VRAM的的1个个字字节节只只能能存存放放4个点。个点。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备如如果果显显示示器器的的分分辨辨率率不不变变，颜颜色色数数增增加加，VRAM的的容容量量就就要要增增加加。反反之之，若若VRAM容容量量一一定定，随随着着分分辨辨率率的的增增高高，显显示的颜色数将减少。示的颜色数将减少。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成

112、原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备7.8.3字符显示器的工作原理字符显示器的工作原理1.字符显示原理字符显示原理光光栅栅扫扫描描显显示示器器显显示示字字符符的的方方法法也也是是以以点点阵阵为为基基础础的的。通通常常将将显显示示屏屏幕幕划划分分成成许许多多方方块块，每每个个方方块块称称一一个个字字符符窗窗口口，它它包包括括字字符符显显示示点点阵阵和和字字符符间间隔隔。一一般般的的字字符符显显示示屏屏幕幕上上可可显显示示80列列25行行2000个个字字符符，字字符符窗窗口口数数目目为为8025。在在单单色色字字符符显显示示方方式式下下，每每个个字字符符窗窗口口为为914点点阵阵，对对应应的的

113、分分辨辨率率为为80列列25行行（720350点点阵阵），其其中中字字符符本本身身点点阵阵为为79，同同一一字字符符行行中中字字符符横横向向间间隔隔2个个点点，不不同同字字符符行行间间的的间间隔隔为为5个点。个点。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备0180818279781581591840 18411920 1921 1922184219991998191819192行数行数0012178792324字符窗口字符窗口字符点阵字符点阵2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机

114、组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备VRAM中中存存放放的的是是字字符符的的ASCII码码，不不是是点点阵阵信信息息。若若要要显显示示出出字字符符的的形形状状，还还需需要要有有字字符符发发生生器（字符库）的支持。器（字符库）的支持。字字符符发发生生器器的的高高位位地地址址来来自自VRAM的的ASCII码码，低低位位地地址址来来自自行行计计数数器器的的输输出出RA3RA0（行行扫扫描描线线序序号号），它它具具体体指指向向这这个字形点阵中的某个字节。个字形点阵中的某个字节。10H28H44H82H82HFEH82H00H82H000000010010001101

115、000101011001111111D7D0ASCII码（码（41H）指向这个字形指向这个字形RA3RA02009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备在在屏屏幕幕上上，每每个个字字符符行行要要显显示示多多个个字字符符，而而电电子子束束在在进进行行光光栅栅扫扫描描时时，沿沿屏屏幕幕从从左左向向右右的的方方向向扫扫描描完完一一行行，再再扫扫描描第第二二行行。按按照照这这种种扫扫描描方方式式，在在显显示示字字符符时时，并并不不是是对对一一排排的的每每个个字字符符单单独独进进行行点点阵阵扫扫描描，而而是是采采用用

116、对对一一排排的的所所有有字字符符的的点点阵阵进进行逐行依次扫描。行逐行依次扫描。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备例例如如，某某字字符符行行欲欲显显示示的的字字符符是是A、B、C、T，显显示示电电路路首首先先根根据据各各字字符符代代码码依依次次从从字字符符发发生生器器取取出出A、B、C、T各各个个字字符符的的第第一一行行点点阵阵代代码码，并并在在字字符符行行第第一一条条扫扫描描线线位位置置上上显显示示出出这这些些字字符符的的第第一一行行点点阵阵；然然后后再再依依次次取取出出该该排排各各个个字字符

117、符的的第第二二行行代代码码，并并在在屏屏幕幕上上扫扫出出它它们们的的第第二二行行点点阵阵。如如此此循循环环，直直到到扫扫描描完完该该字字符符行行的的全全部部扫扫描描线线，那那么么每每个个字字符符的的所所有有点点阵便全部显示在相应的位置上。阵便全部显示在相应的位置上。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备2.VRAM的地址组织的地址组织在在字字符符显显示示器器中中，屏屏幕幕上上每每个个字字符符位位置置对对应应VRAM中中的的一一个个字字节节，VRAM中中各各字字节节单单元元的的地地址址随随着着屏屏幕幕

118、由由左左向向右右，自自上上而下的显示顺序从低向高安排。而下的显示顺序从低向高安排。每每个个字字符符在在屏屏幕幕上上的的显显示示位位置置，对对应应VRAM中的地址为中的地址为起始地址行号起始地址行号每行字符数每行字符数+列号列号例例如如，起起始始地地址址是是B000H，每每行行显显示示80个个字字符符（50H），那那么么第第二二行行最最左左边边字字符符编编码码就就存存放放在在VRAM的的B050H单单元元中中，而而第第三三行行的的内内容容存存放放在在B0A0H开开始始的的80个个单单元中。元中。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算

119、机组成原理7.8显示设备显示设备ROMVRAME点阵点阵R点阵点阵T点阵点阵R编码编码E编码编码T编码编码RE屏幕屏幕T2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备3.字符显示器的控制电路字符显示器的控制电路字字符符显显示示器器的的定定时时控控制制电电路路的的核核心心是是点点计计数数器器、字字计计数数器器、行行计计数数器器和和排排计计数数器器，由由它它们们来来控控制制显显示示器器的的逐逐点点、逐逐字字、逐行、逐屏幕的刷新显示。逐行、逐屏幕的刷新显示。每每次次从从字字库库中中读读出出一一行行字字符符点点数数

120、据据7位位，送送入入移移位位寄寄存存器器，然然后后在在点点脉脉冲冲控控制制下下串串行行地地移移位位输输出出，送送往往显显示示器器作作为为亮亮度度控控制制信信号号：“1”亮亮，“0”暗暗。移移位位寄寄存存器器实实现现并并串串转转换换，每每发发一一个个点点脉脉冲冲，屏屏幕幕上上产生一个像素。产生一个像素。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备1 2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备点点计计数数器器对对一一个

121、个字字符符的的列列数数和和字字符符横横向向间间隔隔进进行行计计数数，为为9分分频频，即即输输入入9个个点点脉脉冲冲后后完完成成一一次次计计数数循循环环，并并向向下下一一级级计计数数器器输输出出一一个个计计数数脉脉冲冲，这这对对应应于于一一个个字字符横向符横向7点，加上点，加上2点间距。点间距。字字计计数数器器用用来来同同步步控控制制一一条条水水平平扫扫描描线线的的正正扫扫和和回回扫扫。由由于于一一排排可可有有80个个字字符符，需需在在扫扫描描正正程程中中显显示示，所所以以当当字字计计数数器器由由0计计到到80时时，光光栅栅从从左左向向右右扫扫满满一一行行。然然后后进进入入回回扫扫逆逆程程，设设

122、逆逆程程须须占占18个个字字符符扫扫描描时时间间（折折合合值值），因因此此字字符符计计数数器器为为（80+18）=98分分频频，即即每每输输入入98个个计计数数脉脉冲完成一个计数循环。冲完成一个计数循环。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备行行计计数数器器对对字字符符窗窗口口的的高高度度进进行行控控制制，字字符符窗窗口口的的高高度度所所占占的的扫扫描描线线数数为为14。CRT每每完完成成一一次次水水平平扫扫描描，只只能能显显示示一一排排字字符符中中的的一一行行。只只有有依依次次扫扫描描9行行后后，

123、才才能能完完整整地地显显示示出出一一排排字字符符，再再扫扫描描5行行并并消消隐隐之之后后，即即形形成成排排间间的的空空白白间间距距。所所以以行行计计数数器器为为（9+5）=14分频。分频。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备排排计计数数器器对对应应于于屏屏幕幕的的垂垂直直扫扫描描及及其其回回扫扫。正正程程显显示示25排排字字符符，当当排排计计数数器器从从0计计数数到到25时时，光光栅栅正正好好从从上上向向下下扫扫完完一一屏屏，然然后后进进入入回回扫扫逆逆程程，回回到到屏屏幕幕左左上上角角。逆逆程程

124、时时间间等等于于扫扫描描一一排排字字符符的的时时间间，折折合合值值为为1，所以计数分频值为（所以计数分频值为（25+1）=26。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备7.8.4图形显示器的工作原理图形显示器的工作原理设设彩彩色色图图形形显显示示器器的的分分辨辨率率为为640480，可可同同时时显显示示16种种颜颜色色。VRAM中中存存放放着着显显示示的的图图形形点点阵阵数数据据，由由于于计计算算机机只只能能以以二二进进制制方方式式存存放放数数据据，每每位位只只有有两两种种状状态态（ “0”或或 “1

125、”） 。 对对 于于 单单 色色 显显 示示 ，VRAM中中的的每每一一位位对对应应画画面面上上的的一一个个像像素素点点，该该位位为为“1”即即表表示示画画面面上上的的这这一一点点是是亮亮点点。而而对对于于彩彩色色显显示示（如如16种种颜颜色色），就需要用就需要用VRAM中的中的4位来定义一种颜色。位来定义一种颜色。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备移位寄存器移位寄存器48bVRAM480480B复合彩色信号复合彩色信号生成电路生成电路点脉冲点脉冲8分频分频列计数器列计数器80+18分频分频行计

126、数器行计数器480+8分频分频列地址列地址行地址行地址行同步行同步场同步场同步亮度亮度红色红色绿色绿色蓝色蓝色复复合合彩彩色色信信号号48b.2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备从从屏屏幕幕显显示示角角度度，每每一一行行由由4个个位位面面中中的的80个个字字节节来来表表示示（640/880）。屏屏幕幕上上的的一一个个彩彩色色像像素素点点，需需要要用用来来自自4个个位位平平面面上上每每个个位位平平面面的的相相同同位位置置的的一一个个存存储储位位表表示。示。图图形形/图图像像以以像像素素为为单单位位，

127、但但在在VRAM中中以以字字节节为为单单位位按按地地址址存存储储，即即将将一一条条水水平平线线上上自自左左向向右右，每每8个个点点的的代代码码作作为为一一个个字字节节，存存放放在在一一个个编编址址单单元元中中。因因此此点点脉脉冲冲经经点点计计数数器器8分分频频之之后后产产生生字字节节脉脉冲冲，每每发发一一次次字字节节脉脉冲冲就就访访问问一一次次VRAM，从从4个个位位平平面面中中各各读读出出一一个个字字节节（8点点），送送往往移移位寄存器，再串行输出形成位寄存器，再串行输出形成16色中的一种。色中的一种。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机

128、组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备列列计计数数器器又又称称字字节节计计数数器器，98分分频频。计计数数值值从从0到到79，光光栅栅从从左左向向右右扫扫描描一一行行，正正程程显显示示80字字节节共共640点点。字字节节计计数数器器所所附附加加的的18次次计计数数，作作为为行行线线逆逆程程回回扫扫时时间间，逆程回扫应当消隐。逆程回扫应当消隐。行行计计数数器器为为488分分频频。计计数数值值从从0到到479，对对应应于于场场正正程程扫扫描描，显显示示480行行；附附加加8次次计计数数，对对应应于于场场逆逆程程回回扫扫，逆逆程程回回扫扫应应消隐。消隐。分分辨辨率率、颜颜色色数数与与VRAM容

129、容量量密密切切相相关关。对对于于字字符符显显示示方方式式，如如分分辨辨率率为为c列列l行行，而而一一个个字字符符的的编编码码与与属属性性、颜颜色色数数共共需需占占n字字节节，则则VRAM的的总总容容量量应应不不少少于于cln字节。字节。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理7.8显示设备显示设备对对于于图图形形显显示示方方式式，如如果果分分辨辨率率为为c列列l行行，而而每每个个像像素素的的颜颜色色数数用用n位位二二进进制制代代码码表表示示，则则VRAM容容量量应应不不少少于于cln位位。两两种种显显示示方方式式的的c、l

130、值值不不同同，显显然然，图图形形方方式式所所需需的的VRAM容容量量一一般般都都大大于于字字符符方方式式。如如果果一一台台CRT显显示示器器既既可可用用作作字字符符方方式式又又可可用用作作图图形形方方式式，且且各各有有数数种种分分辨辨率率规规格格，则则VRAM容容量量计计算算应应以以高高分分辨辨率率图图形形方方式式为准。为准。2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理第第7章章小结小结7.1外部设备概述外部设备概述外部设备的分类外部设备的分类7.2磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理磁介质存储原理磁介质存储原理记

131、录介质，磁头记录介质，磁头磁介质存储器的技术指标磁介质存储器的技术指标 记录密度，存储容量，平均存取记录密度，存储容量，平均存取时间，数据传送率时间，数据传送率数字磁记录方式数字磁记录方式常用的磁记录方式常用的磁记录方式2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理第第7章章小结小结7.3磁介质存储设备磁介质存储设备硬盘的信息分布硬盘的信息分布磁磁盘地址地址7.4磁盘阵列磁盘阵列RAID的分级的分级7.5光盘存储器光盘存储器2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组

132、成原理第第7章章小结小结7.6键盘输入设备键盘输入设备键盘的类型键盘的类型非编码键盘非编码键盘非编码键盘的工作原理非编码键盘的工作原理2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理第第7章章小结小结7.7打印输出设备打印输出设备硬拷贝设备硬拷贝设备印字输出设备分类印字输出设备分类文本（字符）模式和图形模式文本（字符）模式和图形模式点阵式字符打印机工作原理点阵式字符打印机工作原理打印缓存（打印缓存（ASCII码），字库码），字库（列点阵码）（列点阵码）2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理计算机组成原理第第7章章小结小结7.8显示设备显示设备软拷贝设备软拷贝设备显示器分类显示器分类CRT显示原理显示原理字符显示和图形显示字符显示和图形显示字符显示器的工作原理字符显示器的工作原理显示缓存显示缓存VRAM（ASCII码），码），字库（行点阵码）字库（行点阵码）图形显示器的工作原理图形显示器的工作原理显示缓存显示缓存VRAM（图形点阵）（图形点阵）2009.9电子计算机组成原理课件电子计算机组成原理课件